Processadores RISC

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Uma breve abordagem sobre a arquitetura RISC.

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Processadores RISC

  1. 1. Processadores RISCReduced Instruction Set ComputerFRANKY WEBER
  2. 2. Objetivos Especificar a era antecessora à tecnologia RISC; Explicar o avanço da tecnologia; Contar a história de surgimento do microprocessador e sua evolução até oRISC; Conceituar a abordagem; Explicar sobre o Pipelining; Apresentar recursos, vantagens e benefícios;
  3. 3. O que é RISC?RISC = Ridiculously Simple ComputerOuRISC = Reduced Intruction Set Computer
  4. 4. Antes da Era RISC Compiladores eram difíceis de se construir, especialmente para máquinascom registradores; Os custos do software aumentavam enquanto os custos de hardwarecaíam; Memória de núcleo magnético era utilizada como memória principal, umamemória lenta e cara; Complex Instruction Set Computers (CISC);
  5. 5. O avanço da tecnologia Os compiladores foram melhorando; Caches; Memória de Semicondutores substituiu a memória de núcleo magnético;
  6. 6. O Microprocessador A Revolução Tecnológica em Microprocessadores; O aumento da capacidade de desenvolvimento de microprocessadores; A introdução do Computador com um Conjunto Reduzido de Instruções;
  7. 7. A história do RISC John Cocke em 1974: 80%  20%; Três projetos RISC: IBM 801 machine (1974), Berkeley’s RISC-I and RISC-II processors(1980), Stanford’s MIPS processor (1981); RISC-I e RISC-II (David Patterson – Berkeley); MIPS (John Hennessy – Stanford);
  8. 8. A história do RISC (cont...) Berkeley e Stanford foram patrocinados pela DARPA; 1986 – anúncio comercial dos processadores RISC desenvolvidos nos 3projetos; 1987 – SPARC (Sun);
  9. 9. Abordagem RISC Apenas instruções simples; Menos transistores para obter instrução = mais registros; Pipelining; Operações registro-por-registro;
  10. 10. Pipelining Dependências de dados podem ser endereçadas reordenando asinstruções quando possível (compilador); Degradação do desempenho dos ramos pode ser reduzido pela previsãode desvios ou instruções de execução para ambos os ramos até que oramo correto seja identificado;
  11. 11. Por que o RISC é mais rápido? Mais espaço no Chip = Performance acelerada; Otimização é mais fácil; Permite o uso de técnicas restritas a grandes computadores; Simplifica a tradução de linguagem de alto nível; A criação do RISC precedeu o design do hardware;
  12. 12. Quanto um RISC é mais rápido que umCISC? Um RISC suporta um Load bem maior do que um CISC;
  13. 13. Recursos Arquitetura carga/armazenamento; Codificação de tamanho fixo e decodificação de hardware; Grande conjunto de registradores;
  14. 14. Vantagens Pode executar várias instruções simultâneas; Instruções mais curtas; Diminui o efeito de latência entre instruções; Múltiplos hardwares podem interagir em um ciclo de clock;Clock CycleClock CycleMain MemoryHardwareHardwareRISC instructionRISC instructionRISC instrRISC instructionRISC instructionRISC instructionPipeline
  15. 15. Vantagens (continuação) Novos processadores podem ser desenvolvidos e testados maisrapidamente sem complicação; Conjuntos de instruções menores são mais fáceis para compilar;
  16. 16. Benefícios O Processador RISC custa menos para ser desenvolvido – desde um custosignificativo do chip até os custos reais de P&D; Mais fácil de projetar (e menos bugs) significa que o processador terá umtempo melhor no mercado; Mais tempo no mercado significa que o processador pode usar processosmais recentes; Processos de fabricação mais recentes;
  17. 17. Uso do RISC hoje X86 é um dos poucos chips que retêm arquitetura CISC; Grande parte das aplicações desenvolvidas para PC foram escritas paraX86 ou compiladas em código de máquina X86; Arquiteturas RISC e CISC são quase indistinguíveis; Processadores CISC usam pipelining atualmente; Tecnologia do transistor.
  18. 18. Tecnologias Oracle RISC x CISC SPARC SuperCluster T4-4: 4 x SPARC T4 Processors (3.0 GHz) –Each processor comes with eight cores and eight threads percore. The SPARC T4 utilizes the latest advanced S3 coredesign; Exadata Database Machine X3-8: 8 x Ten-Core Intel® Xeon®E7-8870 Processors (2.40 GHz) – Each processor comes with tencores and two threads per core.

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